發(fā)布時(shí)間：2019-02-08 19:27

【摘要】：離心泵廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代船舶之中,在船舶的制造和能耗中都占有很大的比例,而船用離心泵葉輪的汽蝕現(xiàn)象一直以來(lái)是影響離心泵性能的重要原因之一本文采用基于CFD的研究方法對(duì)離心泵內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行分析計(jì)算,提出了提高離心泵葉輪抗汽蝕性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,對(duì)離心泵的研究具有重要的意義。 本文選取了離心泵葉輪的葉片數(shù)目、進(jìn)口寬度和進(jìn)口形狀三個(gè)參數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算,主要的研究工作為： 1、研究船用離心泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),分析離心泵產(chǎn)生汽蝕的原因及其危害,了解目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于船用離心泵抗汽蝕性能的研究進(jìn)展及研究現(xiàn)狀； 2、掌握三維設(shè)計(jì)軟件SolidWorks的使用方法及相關(guān)的建模方法,運(yùn)用該軟件對(duì)葉輪和蝸殼流道進(jìn)行三維建模； 3、運(yùn)用面向CFD的專(zhuān)業(yè)前處理器軟件GAMBIT軟件對(duì)葉輪和蝸殼流道模型進(jìn)行網(wǎng)格化處理,包括進(jìn)出口設(shè)定以及交界面的設(shè)定; 4、將網(wǎng)格化的流道模型實(shí)體導(dǎo)入Fluent軟件進(jìn)行內(nèi)部流場(chǎng)分析,包括對(duì)所輸送介質(zhì)的物理性質(zhì)設(shè)定、邊界條件設(shè)定以及計(jì)算方法設(shè)定等； 5、分析數(shù)值模擬得到的葉輪和蝸殼流道壓力、速度分布圖,結(jié)合離心泵的揚(yáng)程及效率參數(shù)的變化,提出離心泵葉輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。 本文得出的主要結(jié)論：由CFD的分析結(jié)果可知,適當(dāng)增加葉輪葉片數(shù)目；適當(dāng)增加離心泵葉輪流道的進(jìn)口寬度；采用合適的葉輪流道進(jìn)口形狀都可以提高離心泵葉輪的抗汽蝕性能,并且使離心泵的其他工作性能不受太大影響甚至還有所提高。在對(duì)離心泵進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)所設(shè)計(jì)的模型使用CFD的方法進(jìn)行流場(chǎng)性能計(jì)算彌補(bǔ)了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的不足,能夠有效地縮短設(shè)計(jì)周期,降低設(shè)計(jì)成本。
[Abstract]:Centrifugal pumps are widely used in modern ships and account for a large proportion of the ship's manufacturing and energy consumption. The cavitation phenomenon of the impeller of marine centrifugal pump has been one of the important reasons that affect the performance of the centrifugal pump. In this paper, the internal flow field of the centrifugal pump is analyzed and calculated by using the research method based on CFD. The optimum design scheme for improving cavitation corrosion resistance of centrifugal pump impeller is put forward, which is of great significance to the research of centrifugal pump. In this paper, three parameters of centrifugal pump impeller, such as blade number, inlet width and inlet shape, are selected for analysis and calculation. The main research work is as follows: 1. The structural characteristics of marine centrifugal pump are studied. The cause and harm of cavitation of centrifugal pump are analyzed, and the research progress and research status of anti-cavitation performance of marine centrifugal pump at home and abroad are discussed. 2. Master the use method and related modeling method of 3D design software SolidWorks, and use the software to model the impeller and volute runner. 3. CFD oriented GAMBIT software is used to mesh the impeller and volute flow channel model, including the setting of inlet and outlet and the interface between the impeller and the volute. (4) the gridded flow channel model entity is imported into Fluent software to analyze the internal flow field, including setting the physical properties, boundary conditions and calculation methods of the transported medium. 5. By analyzing the pressure and velocity distribution diagram of impeller and volute flow channel obtained by numerical simulation, combining with the change of centrifugal pump's lift and efficiency parameter, the optimum design scheme of centrifugal pump impeller is put forward. The main conclusions obtained in this paper are as follows: according to the analysis of CFD, the number of impeller blades should be increased properly, the inlet width of impeller passage of centrifugal pump should be properly increased, and the inlet width of centrifugal pump impeller should be increased. The cavitation resistance of centrifugal pump impeller can be improved by adopting proper inlet shape of impeller runner, and other working performance of centrifugal pump can not be greatly affected or even improved. In the mechanical structure design of centrifugal pump, the flow field performance of the designed model is calculated by using CFD method to make up for the shortcomings of the traditional design method, which can effectively shorten the design period and reduce the design cost.
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類(lèi)號(hào)】：TH311;U664.58

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2418711